Climántica :: Biblioteca

A historia do planeta

A historia do noso planeta comezou hai uns 4.500 millóns de anos cando diversos corpos estelares se foron xuntando ata que a Terra acadou o tamaño que ten hoxe en día. Os rasgos superficiais e internos da mesma foron cambiando froito, nunha Terra xove, dos impactos meteoríticos e posteriormente do movemento das placas tectónicas que provocaron aperturas e peches de océanos, elevacións de cordilleiras...

Unha das teorías máis aceptadas sobre a formación da Terra e demáis planetas mantén que a gravidade fai que o disco de gas e polvo cósmico forme nubes densas, ilustradas como grumos brilantes na imaxe. Cada nube encóllese caendo o material sólido cara o centro polo efecto gravitatorio (1), constituindo cando pasen uns cuantos millóns de anos un núcleo (2). Sobre este núcleo contrae ao resto na nube gaseosa (3), formando un planeta que en principio ten a cortiza incandescente e fluida. 1

O calendario da Terra

Estamos acostumados a medir o tempo en días, meses, anos; a estudar acontecementos que se remontan séculos atrás na historia da humanidade. Pero aínda nos custa moito esforzo cambiar a nosa percepción do tempo e situar fenómenos datados en millóns de anos.

Un punto fundamental da historia do planeta é a aparición das primeiras formas de vida das que temos constancia grazas ao descubrimento de fósiles que datan duns 3500 m.a.

É lóxico, polo tanto, pensar que ata o presente o planeta tivo que sufrir diferentes variacións do clima e que estas, como así ocorre, tiveron que deixar pegadas na natureza: nas rochas, nos fósiles, na vexetación. O estudio de climas do pasado é obxecto da Paleoclimatoloxía.

O estudo dos climas pasados

Os científicos actúan a modo de detectives, buscando as probas que lles permitan desenmascarar os enigmas das variacións climáticas que imperaron en épocas remotas. As súas ferramentas de traballo son distintas das que utilizan os que estudian o clima actual; cómpre recordar que só dispoñemos de datos recollidos por instrumentos meteorolóxicos deseñados polo home dende 1860.

O estudio de climas do pasado precisa da utilización de diferentes medios que se adaptan ás necesidades da escala temporal á que nos imos remontar: son os marcadores paleoclimáticos.

Un dos primeiros indicadores paleoclimáticos que nos veñen á mente son os datos históricos que se utilizan para as reconstrucións climáticas en escalas dende séculos a miles de anos, e baséanse principalmente en escritos e inscricións antigas referidos a períodos de secas, inundacións, ou importantes xeadas. Existen gravados do século XVII, que amosan o río Támesis en Londres totalmente xeado.

Estas situacións eran aproveitadas para celebrarse mercados e feiras sobre a capa xeada do río.

A neve e o xeo no seu proceso de acumulación nos casquetes polares e nos glaciares, vai retendo unha información valiosa das condicións climáticas do planeta dentro do último millón de anos. Sobre as mostras de xeo nas que están retidos eses valiosos elementos que nos van informar, hai que aplicar métodos que actuarán a modo de “reloxos” para determinar a idade do bloque de xeo e coñecer así en que momento quedaron retidos eses compoñentes.

Datando as mostras

O primeiro paso é datar estas testemuñas de xeo mediante o uso de isótopos radioactivos, como o ¹⁴C. Este é o método radiocronolóxico máis coñecido e que se basea na idea de que a proporción entre carbono normal (¹²C) e carbono radiactivo (¹⁴C) mantense constante na composición dos seres vivos debido a que as plantas recólleno da atmosfera na proporción na que se atopa.

Esta proporción atmosférica débese a que a forma radioactiva fórmase nas altas capas da atmosfera a partir da incidencia dos raios cósmicos sobre o nitróxeno estable (¹⁴N) que o transforma en carbono radioactivo (¹⁴C). Este carbono radioactivo descende e mestúrase co estable nunha proporción dun billón de isótopos de carbono estable (¹²C) por cada carbono radioactivo (¹⁴C):

Cando a planta ou a animal morren deixan de incorporar carbono da atmosfera polo proceso de nutrición. Por iso o carbono radioactivo descomponse en carbono normal ou estable, diminuíndo esta proporción. Deste xeito, a proporción vai decaendo progresivamente ao longo do tempo, xa que diminúe o numerador (¹⁴C) e aumenta o denominador (¹²C). Para que esta proporción se reduza á metade teñen que transcorrer 5.730 anos (vida media). Se coñecemos a proporción de ¹⁴C/¹²C dun resto fósil, podemos coñecer a súa idade aproximada usando o dato de vida media. Para a datación con este método debe coñecerse a “vida media” ou o tempo en que a metade dunha cantidade de isótopo radioactivo se descompón. Por tanto, este tipo de métodos consiste en estudar as proporcións entre o isótopo radioactivo do que partimos, e o isótopo estable resultante.

As testemuñas de xeo

Con estes métodos radioactivos poderá determinarse a idade de diferentes mostras de xeo recollidas en diferentes niveis. Unha vez determinada a idade da testemuña de xeo, os científicos que queren coñecer os momentos relavantes en relación ao cambio climático, estudan a relación entre os isótopos do osíxeno da mostra, por ser un gas que permite reconstruír cambios no clima a partir da relación entre os seus isótopos. O osíxeno ten dous isótopos estables o ¹⁶O e o ¹⁸O, este último, o máis pesado, é o que oporá máis resistencia á evaporación na superficie do océano.

Tendo en conta o anterior, nos períodos cálidos (interglaciares) o proceso de evaporación da auga empobrecía aos océanos en ¹⁸O, acumulándose despois da condensación no xeo dos glaciares. Pola contra nas épocas frías (glaciacións), a evaporación de auga contendo ¹⁸O era menor, producindo un efecto inverso: o xeo empobrecíase neste isótopo. Ademais, os xeos conteñen partículas de po que poden ser indicativas de erupcións volcánicas que influíron na composición da atmosfera.

Os troncos fósiles como marcadores

Outro dos marcadores paleoclimáticos son os aneis das árbores que nos permiten obter datos de ata 10.000 anos. Á súa vez, comparando aneis de troncos fósiles dunha mesma especie (por exemplo as sequoias) datados por métodos radiactivos en diferentes épocas, podemos obter unha idea comparativa do clima entre as épocas características dos fósiles.

Esta ciencia denominada “Dendrocronoloxía” estuda as relacións entre o clima e o crecemento da árbore que pode verse afectado polo grao de insolación, as precipitacións ou as temperaturas ás que está sometida nas sucesivas etapas de crecemento.

Os troncos fósiles dunha mesma especie que se atopa nunha mesma rexión e que viviron en épocas diferentes, segundo as datacións feitas con métodos radiactivos como a do ¹⁴C, permiten comparar o clima desas rexións nas épocas nas que viviron esas árbores. Isto é así porque os aneis das árbores rexistran o crecemento ao longo dun ano ao estar un anel constituído polos vasos leñosos que se producen no crecemento da primavera o do verán.

Os sedimentos dos fondos oceánicos

Outras probas importantes de cambio climático atopámolas nos sedimentos depositados nos fondos oceánicos, formados por restos de organismos e material inorgánico, que poden aportar datos sobre temperaturas, salinidade das augas, volume de nutrientes no primeiro caso, e sobre condicións de humidade ou aridez no caso do material terríxeno. Moitos organismos están afeitos a vivir baixo unhas condicións climáticas determinadas; así, por exemplo, se nunha mostra de sedimento do fondo do mar estudiamos a proporción relativa de especies de auga fría fronte ás de auga quente, podemos facernos unha idea do paleoclima desa rexión.

As rochas e os depósitos sedimentarios que atopamos en diferentes lugares da Terra, gardan información sobre as condicións climáticas baixo as cales se formaron.

Se queremos ampliar os nosos horizontes de exploración de climas pasados e aventurarnos millóns de anos atrás na historia do planeta, non temos mellor opción que botar man das rochas sedimentarias. O tipo de rocha está en boa medida condicionada polo clima no momento no que se estaban a depositar os sedimentos que posteriormente, tras a litificación, deron lugar á mesma. Algúns exemplos destas rochas son: as evaporitas, formadas en climas cálidos e áridos; o carbón, asociado a climas cálidos e húmidos, e as calcarias arrecifais indicadoras de mares pouco profundos e cálidos.

Inicios moi quentes

Agora que temos as ferramentas só nos falta poñelas a funcionar para obter unha visión global dos cambios climáticos acontecidos no planeta. Por outra banda, o coñecemento xeolóxico explica que a evolución climática da Terra é complexa, e está directamente relacionada con aspectos moi diversos das interaccións terra-océano-atmosfera e tamén pola posición que ocupamos no Sistema Solar.

Tamén se poden sacar conclusións sobre a evolución do clima en relación á evolución da atmosfera e a aparición da vida. Os científicos aceptan que houbo unha atmosfera primitiva que desapareceu para dar paso a unha atmosfera secundaria composta principalmente por vapor de auga e CO₂

A aparición dos seres vivos moderou a temperatura

O planeta logrou reter esta atmosfera grazas ao efecto da gravidade, permitindo que os gases máis lixeiros (como o hidróxeno) escapasen, e mantendo os compostos de maior peso. A temperatura da superficie terrestre nestes primeiros momentos manteríase elevada debido ao efecto invernadoiro provocado polo CO₂e o vapor de auga.

As condicións da atmosfera variaron notablemente cando aparecen as primeiras formas de vida sobre a Terra. Os primeiros organismos, as cianobacterias, son consumidores de CO₂ que o atrapan nunhas estrutura sedimentarias denominadas estromatolitos, liberando á atmosfera O2.

Ao longo da historia da Terra pódense correlacionar as variacións do dióxido de carbono coa actividade de organismos vivos. Os períodos glaciares que se sucederon entre os 1000 e 570 m.a coinciden con unha grande diversidade biolóxica que favoreceu en gran medida á eliminación do CO₂ da atmosfera co consecuente descenso da temperatura.

Os estromatolitos son construcións sedimentarias debidas á acción de microorganismos coma as cianobacterias. Os máis antigos remóntanse ao Precámbrico, hai uns 3500 m.a. Estes microorganismos foron os primeiros en reciclar o CO₂ , liberando osíxeno cara á atmosfera. Actualmente os estromatolitos medran en costas de augas templadas, coma as da Baía Shark en Australia.

A Idade dos Dinosauros foi cálida

Durante a Era Mesozoica (denominada informalmente “a Idade dos Dinosaurios”) a Terra atravesou por un período de clima cálido que aproveitaron especies de animais e plantas para diversificarse e chegar a acadar latitudes altas, como a “árbore do pan”, típica dos Trópicos e da que se atoparon restos fósiles en Groenlandia. Os datos aportados polo rexistro sedimentario do Cretácico, indican unha concentración de CO₂ da orde de entre dúas e doce veces os niveis actuais.

Dromaeosaurus foi un dinosaurio carnívoro que viviu durante o Cretácico. O seu corpo aparecía cuberto de plumas o que indica que estas estruturas non eran unha característica exclusiva das aves.

Os mamíferos se extenden e chega o frío.

A Terra conquistada polos mamíferos, logo da extinción da maior parte dos grupos de dinosauros (lembremos que as aves sobreviviron á extinción de finais do Cretácico), comezou a arrefriarse ata que hai entre 38 e 36 m.a. aparecen os primeiros glaciares no Polo Sur que provocarán un descenso das temperaturas globais cun “efecto dominó”, xa que o branco da neve reflicte moita máis radiación solar. O resultado foi que os xeos chegaron ao Hemisferio Norte cubrindo a metade de Norteamérica e Europa durante o último millón de anos.

Reconstrución de Eomaia (“nai antiga”) o mamífero placentario máis primitivo atopado ata o momento. Tan só medía uns 14 cm de lonxitude e o seu peso non excedía dos 25 gramos. O fósil descubriuse en China en estratos de hai uns 125 millóns de anos, pertencentes ao Cretácico

Unha base de datos natural: a Antártida

A resposta de moitas preguntas e o contraste de determinadas hipóteses climatolóxicas, atópase nun libro de páxinas xeadas e a información recóllese codificada en isótopos. Estamos a falar dos sondeos de xeo.

No sondeo máis profundo da Antártida atravesáronse perto de 3 km de xeo recollendo a historia do clima dos últimos 740.000 anos. Por unha parte, nas burbullas de aire atrapadas determínase a cantidade de CO₂, e por outra, a proporción de isótopos de O₂ achéganos os datos das temperaturas. O estudio minucioso destes rexistros, avalan as teorías científicas da influencia do CO₂sobre o sistema climático.

O período interglaciar no que estamos inmersos acontece dende hai uns 10.000 anos onde as oscilacións no clima foron constantes. No último milenio temos datos dun período cálido, coñecido como Período Cálido Medieval (entre os anos 900 e 1300) e dunha etapa de arrefriamento, denominada Pequena Idade de Xeo (entre 1550 e 1850) onde as temperaturas da superficie eran duns 0.6 a 1º C máis baixas cás actuais.

No século XX as actividades humanas poñen de moda o quentamento global con razóns tan potentes como a queima dos combustibles fósiles.

Quizais debamos reflexionar sobre o que nos están a dicir as testemuñas do pasado e concienciarnos de que as actividades nocivas sobre o medio ambiente poden ter unha resposta non moi amigable por parte do planeta que nos acolle.